11-12学年高一化学课件：2.3化学反应速率和限度(新人教版必修2)

第二章化学反应与能量第三节化学反应的速率和限度化学反应有快有慢：HCl＋NaOH＝NaCl＋H2O千分之一秒即完成H2＋Cl2＝2HCl百分之一秒即完成救心丹几分钟见效钢铁腐蚀若干年煤、石油等化石燃料的形成几千万年以上定义：化学反应速率用单位时间（如每秒，每分，每小时）内反应物浓度的减小或生成物浓度的增大来表示。计算式:一、化学反应速率CCΔCVtt反应前反应后－(物质的量浓度)练习巩固在N2+3H22NH3反应中，自开始至２秒，氨的浓度由０变为0.6mol/L，则以氨气表示的化学反应速率是多少？=0.3mol/(L·s)v(NH3)=△c(NH3)△t=(0.6–0)mol/L2s例题：反应4NH3+5O24NO+6H2O在5升的密闭容器中进行，30秒后，NO的物质的量增加了0.3mol，此反应的平均反应速率用NO来表示为多少？问题1：若用O2的浓度变化来表示此反应速率是多少？若用NH3来表示呢?问题2：此反应化学反应速率用不同物质表示为什么数值不同？数值上有何规律？v(NO)=0.002mol/L·sv(O2)=0.0025mol/L·sv(NH3)=0.002mol/L·s化学反应速率的特点—①同一反应，可用不同物质在单位时间内浓度的变化来表示，但必须指明是用哪种反应物或哪种生成物来表示。②用不同物质在单位时间内浓度变化表示时，速率比等于方程式中的系数比③均取正值，且是某一段时间内的平均速率。练习•向一个容积为1L的密闭容器中放入2moLSO2和1moLO2,在一定条件下反应,2S末,测得容器内有0.8moLSO2,求2S内SO2,O2,SO3的反应速率和反应速率比.练习2在一定条件下，mA+nB=pC的反应中，各物质的化学反应速率为V(A)=amol·L-1·s-1,V(B)=a/2mol·L-1·s-1,V(C)=amol·L-1·s-1,则该反应的化学方程式是。2A+B=2C练习则该反应速率的快慢顺序为:反应A+3B=2C+2D在四种不同条件下的反应速率为：(1)ν(A)=0.3mol/(L·s)(2)ν(B)=0.6mol/(L·s)(3)ν(C)=0.4mol/(L·s)(4)ν(D)=0.45mol/(L·s)(1)(4)(2)=(3)反思:比较反应的快慢,应取同一参照物在相同条件下,等质量(金属颗粒大小相同)的下列金属与足量1mol/L盐酸反应时,速率最快的是A镁B铝C钠D铁二、影响化学反应速率的因素§化学反应速率是由反应物的性质决定的;内因是主要因素外因因素:实验2－5现象结论热水中常温冷水中产生气泡速率增大，带火星火柴复燃升高温度，反应速率增大有气泡冒出产生气泡速率减小降低温度，反应速率减小2H2O2=2H2O+O2•规律：当其它条件不变时，升高温度，化学反应速率增大。降低温度，化学反应速率减小。•实验测得，温度每升高10度，化学反应速率通常增大原来的2～4倍。•注意：温度对反应速率的影响不受反应物状态的限制。（1）温度对化学反应速率的影响实验2－6现象结论加入MnO2加入FeCl3不加其他试剂气泡冒出速率增大气泡冒出速率增大有气泡冒出，较慢MnO2能加快反应速率FeCl3能加快反应速率无催化剂反应较慢外因因素:•规律：催化剂能改变化学反应的速率。•有的催化剂能加快化学反应的速率，叫正催化剂；有的催化剂能减慢化学反应速率，叫负催化剂。在实践中，如没有特殊说明，凡说催化剂都是指正催化剂。•催化剂中毒：催化剂的催化性能往往因接触少量的杂质而明显下降甚至遭破坏，这种现象叫催化剂中毒。•催化剂只有在一定的温度下才能最大限度的显示其催化作用，不同的催化剂对温度的要求不一样。（2）催化剂对化学反应速率的影响•规律：当其它条件不变时，增大反应物的浓度，化学反应速率增大。减小反应物的浓度，化学反应速率减慢。（3）浓度对化学反应速率的影响•规律：当其它条件不变时，增大固体反应物的表面积，化学反应速率增大。减小固体反应物的表面积，化学反应速率减慢。（4）固体反应物的表面积对化学反应速率的影响（5）其他条件对化学反应速率的影响练习：1、在2L的密闭容器中，发生下列反应：3A(g)+B(g)=2C(g)+D(g)。若最初加入的A和B都是4mol，在前10sA的平均反应速率为0.12mol/(L·s)，则10s时，容器中B的物质的量为。3.2mol某温度时在2L容器中X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。由图中数据分析：1、反应开始2min内的X、Y、Z的化学反应速率2、该反应的化学方程式为：___________。把镁条投入到盛有盐酸的敞口容器中,产生氢气的速率变化如图,分析其原因:为了研究碳酸钙与稀盐酸反应的反应速率，一位同学通过实验测定反应中生成的CO2气体体积随反应时间变化的情况，绘制如图曲线。请分析讨论以下问题。（1）在0～t1、t1～t2、t2～t3各相同的时间段里,反应速率最大的是__________时间段，收集到气体最多的是_________时间段。（2）试分析三个时间段里，反应速率不同的可能原因(该反应是放热反应)。（3）在t4后，为什么收集到的气体的体积不再增加？⑵开始时C(H+)大,该反应的反应速率大;t1—t2由于反应放热温度升高,所以速率迅速增大;最后是因为C(H+)减小了，反应速率减慢.练习：在25℃时，向100mL含HCl14.6g的盐酸中，放入5.6g铁粉，反应进行到2s时收集到氢气1.12L(标况)，之后反应又进行了4s，铁粉全溶解。若不考虑体积变化，则：(1)前2s内用FeCl2表示的平均反应速率为；(2)后4s内用HCl表示的平均反应速率为；(3)前2s与后4s比较，反应速率较快，其原因可能。0.25mol/L·s0.25mol/L·s前2s前2s时段盐酸浓度比后4s时段大第二章化学反应与能量第三节化学反应的速率和限度我们知道在化学反应中，反应物之间是按照化学方程式中的系数比进行反应的，那么，在实际反应中，反应物能否按相应的计量关系完全转化为生成物呢？§氯水是氯气的水溶液，氯气能与水反应，而且这是一个可逆反应。请大家回忆氯水中含有哪些微粒。氯水的成份：分子：Cl2、HClO、H2O离子：H+、Cl-、ClO-等Cl2能与H2O发生可逆反应：Cl2+H2OHClO+HClH2+I22HI正反应逆反应•什么叫做可逆反应？在同一条件下,既向正反应方向进行,同时又向逆反应方向进行的反应.典型的可逆反应有:N2+3H22NH3催化剂高温高压2SO2+O22SO3催化剂高温SO2+H2OH2SO3NH3+H2ONH3·H2O启示:化学反应是有限度的，有些能进行地较彻底，有些反应是不彻底的，甚至是可逆的。N2+H2NH3在一固定容积的密闭容器里，加1molN2和3molH2(合适催化剂)，能发生什么反应？（1）开始时c(N2)、c(H2)大，c(NH3)=0开始阶段有什么特征？只有正反应，v(逆)=0催化剂N2+3H22NH3高温N2+H2NH3（2）瞬间后c(N2)、c(H2)变小,c(NH3)≠0瞬间过后有什么特征？正逆反应都进行，v(逆)≠0，v(正)v(逆)（3）c(N2)、c(H2)逐渐变小，c(NH3)逐渐增大，三种物质的浓度达到一个特定值。一定时间段内有什么特征？v(正)=v(逆)≠0N2+H2NH3由于v(正)=v(逆)≠0，虽然正、逆反应都在进行，但各种物质的百分含量、浓度都不会发生变化.从外表上看，反应好象“停止”。可逆反应的这种特殊状态就是我们今天要研究的化学平衡状态。反应速率v(正)v(逆)t1时间（t）0(1)0~t1：v(正)v(逆)(2)t1：v(正)=v(逆)平衡状态N2+3H22NH3催化剂高温高压交流与讨论1、定义在一定条件下的可逆反应中，当正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。前提（适用范围）：可逆反应内在本质：v(正)=v(逆)≠0外在标志：反应混合物中各组分的浓度保持不变二、化学平衡状态2、化学平衡状态的特征(３)动：动态平衡（v(正)=v(逆)≠0）(2)等：v(正)=v(逆)(４)定：反应混合物中各组分的浓度保持定，各组分的含量保持不变。(５)变：条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立新的平衡。(１)逆•此条件下进行到什么时候达到了这个反应的限度?•此时的反应是否停止了？•此时为何3种物质的浓度保持不变?某温度和压强下的密闭容器中,2SO2+O22SO3△催化剂时间（min)物质的量浓度(mol/L)010203040506070SO210.70.50.350.20.10.10.1O20.50.350.250.180.10.050.050.05SO300.30.50.650.80.90.90.9练习可逆反应达到平衡的重要特征（）A.反应停止了B.正、逆反应速率都为零C.反应物和生成物的浓度相等D.正、逆反应的速率相等D对于可逆反应M＋NQ达到平衡状态时，下列说法正确的是（）A.M、N、Q三种物质的浓度一定相等B.M、N全部变成了QC.M、N、Q的浓度都保持不变D.反应已经停止C下列说法可以证明反应N2+3H22NH3已达平衡状态的是()A.1个N≡N键断裂的同时,有3个H－H键形成B.1个N≡N键断裂的同时,有3个H－H键断裂C.1个N≡N键断裂的同时,有6个N－H键断裂D.1个N≡N键断裂的同时,有6个N－H键形成A、C随堂练习在一定温度下,可逆反应A(g)+3B(g)2C(g)达到平衡的标志是（）A.A的生成速率与C分解的速率相等B.单位时间内生成nmolA,同时生3nmolBC.A、B、C的浓度不再变化D.A、B、C的分子数比为1:3:2C14CO2+CCO，达到化学平衡后，平衡混合物中含14C的粒子有。14CO2、14C、14CO3、化学平衡状态的判定对于可逆反应mA(g)nB(g)+pC(g)在一定条件下达到平衡状态有以下几个标志(1)A的生成速率和分解速率相等(2)单位时间生成nmolB和pmolC的同时，生成mmolA（3）A、B、C的物质的量不再改变（4）A、B、C的浓度不再改变（5）A、B、C的百分含量不再改变练习:在密闭容器中充入4molHI,在一定温度下,反应2HI(g)H2(g)+I2(g)达到平衡时,有30%的HI分解,则平衡时混合气体中氢气的物质的量为多少,混合气体总物质的量为多少?化学平衡计算的一般步骤:“三步曲”1.写出有关平衡的化学方程式2.找出各物质的起始量转化量平衡量3根据已知条件列式反应物的转化率在合成氨工业中,由amol氮气,bmol氢气混合反应达到平衡,有cmol氨气生成,则氨气在反应混合物中所占的体积分数为c/(a+b-c)×100%定义：可逆反应中，旧化学平衡的破坏，新化学平衡建立过程叫做化学平衡的移动。V正≠V逆V正=V逆≠0条件改变平衡1不平衡平衡2建立新平衡破坏旧平衡V正=V逆≠0一定时间§影响化学平衡的条件一、化学平衡的移动V正V逆平衡向正反应方向移动V正=V逆平衡不移动V正V逆平衡向逆反应方向移动•探究实验1FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl（黄色）（无色）（红色）（无色）现象:向第一支试管里加入几滴FeCl3溶液，颜色加深。向第二支试管里加入几滴KSCN溶液，颜色加深。1、浓度对化学平衡的影响V正V正V逆V逆反应速率时间1、浓度对化学平衡的影响分析t1t2t3应用增大反应物浓度或减小生成物浓度，平衡向正反应方向移动；增大生成物浓度或减小反应物浓度，平衡向逆反应方向移动；结论在生产上，往往采用增大容易取得的或成本较低的反应物浓度的方法，使成本较高的原料得到充分利用。2SO2+O22SO3增大反应物的浓度对化学平衡的影响【思考练习】1、Fe(NO3)2溶液呈浅绿色，其中存在着下列平衡：Fe2++2H2OFe(OH)2+2H+往该溶液中滴加盐酸，发生的变化（）(A)平衡向逆反应方向移动(B)平衡向正反应方向移动(C)溶液由浅绿色变成黄色(D)Fe2+物质的量增大AD2、温度对化学平衡的影响热水冰水常温例如：2